Metody technické diagnostiky subjektivní a objektivní Nedestruktivní defektoskopie Vizuální prohlídky Kapilární metody Magnetické práškové metody Ultrazvukové metody Radiodefektoskopické metody Infračervené metody Optická holografie 1
Metody technické diagnostiky subjektivní a objektivní Objektivní diagnostické metody: Objektivní diagnostické metody využívají moderní měřící techniku a výsledkem je skutečná hodnota provozního parametru. (výkon 50 KW, 100 KW) objektivně konkrétní hodnota, subjektivně pocit rozdílu zrychlení Subjektivní diagnostické metody: zejména jednoduché metody spjaty s historií technické diagnostiky pozorování typických vnějších projevů strojů rozhoduje subjektivní vyhodnocení pracovníka potřeba kvalifikovaného a zkušeného pracovníka mnoho metod se uplatňuje i v současnosti a vhodně doplňuje moderní měřící metody v některých případech v praxi zcela nenahraditelné Objektivní metoda Kontrola podvozku železničních vagónů Objektivní metoda analýza ultrazvukového a infračerveného spektra při průjezdu vlaku vhodně rozmístěnými senzory Subjektivní metoda Subjektivní metoda poklep kladívkem a hodnocení rezonance (uvolněné spojení, začínající únavový lom 2
Subjektivní diagnostické metody mohou sloužit jako diagnostické metody souhrnné, které dávají v případě potřeby impuls pro další důkladnou objektivní diagnostiku nelze tyto metody však přeceňovat, protože jsou značně závislé na zkušeném a kvalifikovaném pracovníkovi, který je realizuje Využití lidských smyslů: Zrak Sluch Čich Hmat Chuť Subjektivní posouzení technického stavu subjektivně jako řidič nebo spolujezdec horší stav vozovky (tlumiče, pérování, vůle ) přenos vibrací do volantu (v závislosti na rychlosti vozidla) nerovnoměrnost brzd, kopání brzd přímý směr jízdy (geometrie, pneumatiky ) rampa (manžety, brzdy, výfuk, podběhy, pneumatiky ) 3
Manžety a těsnění Karoserie 4
Motor Posouzení některých produktů stroje - exhalace Barva výfukových plynů traktorového nebo vozidlového vznětového motoru svědčí do určité míry o jeho technickém stavu. Černý kouř - je způsoben v naprosté většině případů nedostatkem vzduchu při hoření paliva (znečištění vzduchového filtru, zvýšení dodávky paliva vstřikovacím čerpadlem, špatný funkce vstřikovačů ) Světlý kouř vznětového motoru bývá způsoben nízkou teplotou motoru. Zůstane-li barva kouře stejná i po zahřátí motoru, je to zpravidla známkou vnikání chladicí kapaliny do spalovacího prostoru. Kouř modravého zabarvení Kouř modravého zabarvení u vznětového i zážehového motoru je vždy známkou zvýšeného spalování oleje, který vniká do spalovacího prostoru netěsnými pístními kroužky nebo vodítky ventilů. 5
Kontrola kouřivosti spalovacího motoru příklad vizuální kontroly kouřivosti spalovacího motoru ukazuje na další nedostatek, projevující se u některých subjektivních diagnostických metod vizuální kontrolou nelze v tomto případě klasifikovat příčinu a rozsah příslušné poruchy. Někdy však ani nelze, jako je tomu u černého kouře, kvalitativně určit, o jakou poruchu jde přesto však má vizuální kontrola kouřivosti oprávněné místo v systému diagnostiky spalovacího motoru jako jeden ze souhrnných diagnostických signálů, přinášejících informaci kontinuálně a bez jakýchkoliv nákladů Je-li této informace vhodně využito, může přinést pouze zisk v podobě včasného pokynu k detailní přesné diagnostické prověrce a tím i včasnému odstranění poruchy Předběžná vnější prohlídka diagnostikovaného stroje mnohdy odhalí poruchy, které by se jinak měřicími přístroji velmi obtížně zjišťovaly Únik oleje i v nepatrné míře vytváří spolu s usazeným prachem velmi dobře viditelnou stopu na povrchu příslušného strojního prvku (netěsnostmi ve skříních, mechanismech a spojovacích částech potrubí). Vizuální kontrola se dále soustřeďuje na prohlídku přístupných povrchů významných součástí s cílem nalézat případné trhliny, zjevné deformace, poškození povrchové úpravy a korozi. Trhliny na očištěném povrchu lze snáze zpozorovat pomocí lupy a při podezření lze použít tzv. kapilární zkoušku, založenou na principu kapilárního vzlínání kapalin s nízkým povrchovým napětím do jemných vlasových trhlinek a pórů. Při zpětném výstupu z trhlinek a pórů pak kapalina indikuje ve vhodném záchytném prostředí místo, velikost a rozsah poruchy. povrch již ve styku s olejem (očistit a nakřídovat) súdánská červeň v nízkovizkozním oleji nebo petroleji fluorescenční kapalina ultrafialové světlo vadná místa světélkují 6
Tlakové nádoby a tlumiče pérování Mezi vizuální způsoby kontroly patří rovněž prověrka těsnosti tlakových nádob, zásobníků vzduchu, prvků soustavy vzduchových brzd, spojovacích potrubí, hadic apod. Únik vzduchu se zde indikuje pomocí vodního roztoku mýdla nebo saponátu, nejlépe ve spreji. Roztok se nanese na podezřelé místo, kde se při netěsnosti objeví bublinky. Kontrola mýdlovým roztokem je vhodná i v některých jiných případech zjišťování netěsností. Tímto způsobem lze velmi citlivě zjistit i malé začínající netěsnosti chladiče a celé chladicí soustavy spalovacího motoru. Je ovšem třeba vypustit chladicí kapalinu a do vnitřních prostorů soustavy přivést tlakový vzduch. Vadná funkce tlumiče pérování motorového vozidla se výrazně projevuje nerovnoměrným opotřebením vzorku pneumatiky v podobě pravidelných vln na jejím obvodu. Tento vizuální projev signalizuje potřebu detailní diagnostické prověrky tlumičů. Obdobně lze snadno indikovat velkou nebo malou sbíhavost předních, případně zadních kol vozidla podle typického vzhledu opotřebení vzorků pneumatiky. Při nesprávně nastavené sbíhavosti se na vzorku vytváří obrazně řečeno "srst", směřující při velké sbíhavosti dovnitř a při malé nebo záporné sbíhavosti vně vozidla. Subjektivní diagnostické metody jednoduchým vizuálním způsobem lze mnohdy kontrolovat vnější projevy i poměrně složitých vnitřních změn mechanismů v žádném případě subjektivní metoda nemůže nahradit detailní diagnostickou prověrku ani objektivní pravidelnou aplikaci souhrnné diagnostické metody vizuální subjektivní kontrola však umožní v mezidobí těchto přesnějších prověrek odhalit intenzívnější průběh opotřebení a vyvolá tak potřebu včasného přesnějšího měření 7
Technická stetoskopie v rozsahu slyšitelné frekvence lze akustické kmity vybuzené činností opotřebených mechanismů snímat a využívat k diagnóze přímo nebo pomocí jednoduchého přístroje, technického stetoskopu 1 - koncovky do uší 2 - pryžová hadice 3 - rezonanční komora 4 - dotykový vlnovod dotykový vlnovod je pevně spojen s membránou rezonanční komory, která mívá seřiditelnou velikost vnitřního prostoru a tím i možnost změny vlastní frekvence. Je tak umožněno alespoň částečně potlačit rušivé vlivy nežádoucích frekvencí a orientovat se na akustické impulsy vyvolané hledanou poruchou Odposlouchávání akustických projevů pracujícího pístového spalovacího motoru 1 2 3 1. oblast ventilů 2. oblast pístu 3. oblast klikového hřídele motoru 8
Vyhodnocení stetoskopie motoru Vůle hlavních ložisek - nevýrazné kovové údery v oblasti uložení hřídele v bloku. Zvuky jsou dobře znatelné při zvýšeném zatížení motoru nebo při velmi malé frekvenci otáček, kdy již spalovací motor pracuje nepravidelně. Vůle ojničních ložisek - méně intenzivní údery než u ložisek hlavních. Nejlepší slyšitelnost je při malém zatížení motoru a při náhlém vzrůstu otáček při tzv. chodu naprázdno. Postupné vyřazování jednotlivých válců z činnosti umožňuje rozpoznat, které ložisko má zvýšenou vůli. Vůle pístu ve válci - odposlechem stetoskopem obtížně zjistitelná. Přestože dotykovou jehlou stetoskopu jsou snímány akustické vlny v oblasti pohybu pístu, lze tyto vlny obtížně odlišit od zvuků způsobených ostatní činností motoru. (Je-li podezření na velkou vůli pístu, nalije se do válce otvorem pro svíčku nebo vstřikovač menší množství hustého motorového oleje, klikový hřídel se ručně protočí a potom se motor spustí. Zmizí-li dříve zjištěné akustické projevy, podezření je potvrzeno. Vůle v uložení pístního čepu - zvonivý kovový zvuk při chodu motoru naprázdno. Zvuk připomíná údery malého kladívka na kovadlinu. Při zvyšování otáček motoru se zvuk ještě zvýrazní. Vůle zdvihátka v pouzdře - klepání. Údery se vzhledem k převodovému poměru na vačkový hřídel opakují s poloviční frekvencí ve srovnání s frekvencí zvuků ostatních (klepání může být též způsobeno velkou vůlí mezi ventilovou tyčkou a vahadlem - v tomto případě však příznaky zmizí po správném seřízení vůle). Samozápaly směsi u zážehových motorů se projevují zvonivým kovovým zvukem a po ochlazení motoru zmizí. Podobně je tomu u detonačního průběhu hoření směsi, kde však projev zmizí při použití benzínu s vyšším oktanovým číslem nebo i pouhým obohacením směsi. Stetoskop se používá i u dalších strojních skupin: převodovky rozvodovky ložiska pojezdových kol Přesnost diagnózy je však velmi malá, zejména při nevýrazné, postupně narůstající poruše. Diagnóza není vyjádřena kvantitativně a nelze tedy ani na tomto podkladě vyslovit prognózu. 9
Vizuální prohlídka Zpravidla se používá před všemi ostatními. Vyžaduje dobrou zrakovou schopnost pracovníka. Citlivost metody ovlivňuje jakost povrchu a intenzita osvětlení. Metoda přímá nevyžaduje nákladnou techniku (čistý povrch, 60 cm prostoru, 500 lux, kvalifikace pracovníka EN 473, měřidla). Metoda nepřímá nepřístupné povrchy (k osvětlení a přenosu obrazu se používají speciální zařízení - endoskopy) Technická endoskopie v některých případech poruch vnitřních částí mechanismů lze použít metodu vizuálního posouzení poškozeného objektu pomocí k tomu určeného přístroje, tzv. endoskopu Boroskopy pevný tubus - Aby byla zajištěna univerzálnost použití, jsou zpravidla nabízeny endoskopy od průměru sondy 0,9 mm v délkách od několika centimetrů až po 1,6 metru. Fibroskopy ohebný tubus - Na rozdíl od boroskopů, které mají pevný tubus, je tubus fibroskopů ohebný a tvoří jej svazek optických vláken (až 200000). Průměr tubusu se obvykle pohybuje v rozpětí 2 (ultratenké třeba i 0,5 mm) až 13 mm a může mít ohebný inspekční konec, který je ovládán dálkově. Výjimku tvoří ultratenké fibroskopy, které ohebnou koncovku nemívají. Videoskopy - Videoskopy jsou v podstatě ohebné endoskopy, kde je do inspekčního konce zabudován CCD snímač. Z hlediska kvality obrazu, funkcí sloužících k jeho optimalizaci, možností vyhodnocování a měření a šířkou aplikačních možností dnes patří mezi nejlepší technické endoskopy. CCD snímače mají rozlišení kolen 440000 pixelů. V případě ultratenkých videostopů s průměrem 3,9 mm 290000 pixelů. 10
Boroskop Endoskop s pevným tubusem 1 okulár 2 tubus 3 objektiv 4 světelný zdroj 5 zkoumaný objekt Boroskop Základní části endoskopu jsou: soustava čoček, okuláru a objektivu dále pak tubus různé délky podle povahy a velikosti zkoumaného objektu součástí objektivu je též intenzívní zdroj světla, zpravidla nízkonapěťová halogenová žárovka objektiv bývá vzhledem k požadované univerzálnosti vyměnitelný, a je tak umožněno pozorování různými směry pod různým zorným úhlem pozorovat poškozený objekt lze ve všech případech, kdy se k němu podaří s objektivem proniknout, a to bez ohledu na světelné podmínky 11
Videoskop (fibroskop) V běžné strojírenské praxi je však použití endoskopu značně omezeno, protože konkrétní provedení různých převodovek, rozvodovek, spojkových a klikových skříní je zpravidla natolik kompaktní, že zde pro tubus endoskopu nebývá místo. Mnohdy by však bylo možno problém řešit malou konstrukční úpravou včetně vhodných vstupních otvorů. Protože s použitím endoskopu zatím konstrukce zpravidla nepočítá, využívají se různé nalévací a odvzdušňovací otvory skříní převodovek při prověrce ozubených kol a zasouvacích mechanismů, běžné kontrolní otvory při prověrce spojek, otvory pro svíčku nebo pro vstřikovací ventil při prověrce opotřebení pístů apod. Běžné jsou již typy využívající malou televizní kameru s přenosem na obrazovku včetně fotografického dokumentárního záznamu zkoumaného objektu. Možnost širšího využití technické endoskopie se jeví v souvislosti s rozvojem optiky světlovodných vláken. Svazek speciálních skleněných vláken, z nichž každé je opatřeno reflexním obalem, dokáže přenést světelný obraz na vzdálenost 6 m s ještě postačující intenzitou 15% vstupního světelného toku (není třeba zdroj světla na konci tubusu, omezená schopnost přenosu detailů). Například: vlákna o průměru 0,02 mm ve svazku o průměru 6 mm přenášejí obraz, který je svojí kvalitou srovnatelný s obrazem přenášeným průmyslovou televizí 12
Metody technické diagnostiky subjektivní a objektivní 13